Loading

Пьезоэлектричество питает кардиостимулятор

Создано 06.11.2012 20:01
Автор: Алексей Норкин

Пьезоэлектричество питает кардиостимулятор

Кардиостимулятор – это маленькое устройство, вживленное в тело человека, задача которого следить за ритмом сердечных сокращений. В нужный момент кардиостимулятор вырабатывает электрические импульсы, заставляя сердце сокращаться. Кардиостимуляторы для многих людей жизненно необходимы, и на протяжении уже многих лет доказали свою надежность.

Однако до сих пор у «электрических докторов» было одно слабое место, источник питания. Самый современный кардиостимулятор периодически нуждается в замене батарейки. Изобретение американских кардиологов может кардинальным способом изменить ситуацию, избавив больных от периодических хирургических вмешательств.

Несколько дней назад в Лос-Анджелесе на научной сессии Американской ассоциации сердца (American Heart Association) были представлены исследования коллектива под руководством доктора Амина Карами (Amin Karami), научного сотрудника кафедры аэрокосмической техники Университета Мичигана в Анн-Арборе. Как следует из доклада, кардиостимуляторы можно питать от миниатюрного пьезоэлектрического генератора, производящего энергию под воздействием давления, создаваемого сердечными сокращениями.

Кардиостимуляторы сегодня широко распространены. Их устанавливают даже детям. Однако после установки устройства пациентам необходимо снова «ложиться под нож» каждые 5-7 лет для замены источников питания. Современные технологии способны уменьшить страдания и неудобства.

Исследователи измерили параметры механических колебаний в груди человека, вызванные сердечными сокращениями. Затем они воспроизвели эти колебания внутри ограниченного объема лабораторного устройства и воздействовали ими на опытный образец пьезоэлектрического «сборщика энергии».

Доктор Амин Карами

Изменения, полученные на основе 100 различных моделей сердцебиений при разных частотах сердечных сокращений, показали, что сборщик генерирует на порядок больше энергии, чем требуется современным кардиостимуляторам. Потенциально такое количество энергии может быть использовано не только для кардиостимуляторов, но и для другого имплантируемого оборудования, в частности для дефибрилляторов.

Как рассказал руководитель исследований, для генерации энергии в принципе можно использовать два типа пьезоэлектрических преобразований, линейный и нелинейный. В первом случае работа преобразователя возможна лишь в узком диапазоне значений частот сердцебиений.

Исследователи из Мичигана использовали нелинейный тип пьезоэлектрических преобразований. Их сборщик энергии содержит в конструкции магниты, что делает его менее чувствительным к изменениям частоты сердечных сокращений. Во время тестов конструкция продемонстрировала способность производить достаточное для работы кардиостимулятора количество энергии при частотах пульса от 20 до 600 ударов в минуту. Как отметил д-р Карами, мобильные телефоны или микроволновые печи не оказывают заметного влияния на нелинейное устройство.

Следующий шаг исследований – имплантация энергетического сборщика, размеры которого вдвое меньше используемых ныне источников питания. По словам Карами, ученые надеются довести свою работу до стадии коммерческого устройства.

По материалам American Heart Association

Комментарии: